吉林大学陈廷坤副教授Applied Thermal Engineering：具有主动防/除冰性能的光热超疏水耦合功能表面引用格式：
Qin X, Cong Q, Xu J, et al. Photothermal superhydrophobic coupled functional surface with active anti/de-icing performance[J]. Applied Thermal Engineering, 2024: 125031.
冰附着对工程领域造成了严重的影响，如设备运行的安全性和效率。光热超疏水表面是一种潜在有效的防冰/除冰方法，它将太阳能与低能疏水表面相结合，以防止结冰或加速冰的融化。在本研究中，在铝合金表面制备了光热超疏水材料，并制备了聚丙烯涂层和光热涂层。系统地研究了不同表面的吸光性、润湿性和抗/除冰性。光热超疏水涂层具有良好的光吸收效率，在相同的照明时间内可使表面温度提高约35℃。光热超疏水涂层的接触角为162°，不仅具有良好的防冰/除冰性能，而且与制冷方式无关，可以延迟附着水的冻结时间。经过50次机械稳定性试验和化学稳定性试验，光热超疏水涂层仍保持良好的耐久性。研究表明，光热超疏水表面是一种性能稳定、具有工程应用前景的防除冰涂层。图2.（a）观测装置示意图。(b)冰块的制备。(c) PTS涂层机械稳定性试验。图4.表面温度为-20℃的不同表面上附着的水的冻结过程。图5.表面温度为-20℃时，不同表面上积冰的融化过程。
在本研究中，制备了基于石墨烯、聚丙烯和改性SiO2的PTS涂层，并将其喷涂到铝合金表面。同时，还在铝合金表面制备了PP涂层和PT涂层。显微观察表明，PTS涂层表面具有微纳空间结构，而PT涂层具有不规则的微观结构。与铝合金表面和PP涂层相比，PT涂层和PTS涂层具有良好的太阳吸收率，在相同的测试条件下，试件表面温度提高了30℃。超疏水涂层表面的接触角为162°，水滴落在PTS涂层上反弹数次。在不同的冷却方式下，PTS涂层仍然可以延迟材料表面附着的水的冻结时间。但当水滴到低温表面时，例如滴到-20℃的表面上时，PTS涂层、PP涂层和PT涂层对附着水冻结时间的影响差异不显著。由于PTS涂层和PT涂层具有良好的太阳能光吸收性能，在相同的测试条件下，PTS涂层可以在短时间内融化积聚的冰，而铝合金表面和PP涂层表面的积冰不融化。由于光热和超疏水特性的耦合，PTS涂层减少了熔化后附着的水量。同时，经过50次机械稳定性试验和化学试验，PTS仍具有良好的耐久性。本研究将其与超疏水性能相结合，利用太阳能作为电源去除积冰，研制出一种新型、耐用、简单的防除冰涂层。本研究采用喷涂方法将PTS涂层喷涂在铝合金表面，试验结果表明，PTS涂层具有良好的抗/除冰性能。同时，经过50次机械稳定性试验和化学稳定性试验，PTS涂层仍保持良好的稳定性。该涂层可广泛应用于风力涡轮机、航空航天、制冷工业等工程领域，最大限度地减少工程领域冰附着的危害。原文链接：https://doi. org/10.1016/j.applthermaleng.2024.125031相应的成果以“Photothermal superhydrophobic coupled functional surface with active anti/de-icing performance”为题发表在Applied Thermal Engineering上，文章通讯作者为吉林大学陈廷坤副教授。
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